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一款多核架构GPU IP有多达33种配置!Imagination要守住移动市场攻向云端

本文作者:包永刚 2020-10-15 10:07
导语:与上一代产品相比,IMG B系列GPU功耗降低达30%,面积缩减了25%,且填充率比竞品高2.5倍。

10月份对Imagination Technology这家总部位于英国的IP公司显然意义重大。先是宣布了Simon Beresford-Wylie(前Arqiva首席执行官)将担任Imagination的首席执行官。

本周二,Imagination又发布最新一代IMG B系列高性能GPU IP,这款多核架构GPU IP 4个系列内核有33种配置,这将帮助Imagination进一步稳固其在移动GPU IP市场地位的同时,参与桌面和云端GPU市场竞争,明年将推出的光线追踪GPU又能在多大程度增加其竞争力?

一款多核架构GPU IP有多达33种配置!Imagination要守住移动市场攻向云端

对于任何一种架构的处理器,对于更高性能的追求不会停止。Imagination技术产品管理高级总监Kristof Beets说:“客户用上我们去年12月发布的高性能 IMG A系列Power VR GPU后,问我们能否提供更高性能的多核GPU。于是,在大量投资及A系列技术优势的基础上,同时增加了多核技术,推出了IMG B系列,以惊人的33种全新配置扩展了Imagination的GPU产品系。”

目前,IMG B系列已可提供授权,每个产品系列都已有厂商率先获得了授权。

首款多核架构GPU IP,更适合小芯片趋势

据悉,B系列能够提供6 TFLOPS(每秒万亿次浮点运算)的计算能力,与上一代IMG A系列产品相比,功耗降低达30%,面积缩减了25%,且填充率比竞品IP内核高2.5倍。Imagination表示,B系列可提供最高的性能密度(performance per mm2),同时提供多种全新配置,可以针对给定的性能目标实现更低的功耗和最高35%的带宽降低。

一款多核架构GPU IP有多达33种配置!Imagination要守住移动市场攻向云端

具体而言,IMG B系列GPU IP针对特定市场提供BXE、BXM、BXT、BXS四个系列专业内核:

  • IMG BXE:面向高清显示应用,专门针对用户界面(UI)渲染和入门级游戏设计,每个时钟周期可处理从1-16个像素,支持从720p到8K的分辨率,相较上一代内核,面积缩减达25%,填充率密度是竞品的2.5倍。

  • IMG BXM:主打图形处理体验,这个系列是中端解决方案,引入客户可配置的最新缓存设计,实现了填充率和计算能力的更好平衡,可将带宽占用降低35%,为中档移动端游戏及用于数字电视和其他市场的复杂UI解决方案提供支持。

  • IMG BXT:面向高性能应用,旗舰款B系列GPU内置四核,可提供6 TFLOPS的性能,每秒可处理192 Gigapixel(十亿像素),AI算力达24 TOPS,同时可提供行业最高的性能密度。

  • IMG BXS:面向汽车应用,符合ISO 26262安全标准,提供从入门级到高级的完整产品系列,能将自动驾驶图形处理速度提升至竞品的60%以上,可为下一代人机界面(HMI)、UI显示、信息娱乐系统、数字驾舱、环绕视图提供解决方案,高算力的配置还可支持自动驾驶和辅助驾驶。

B系列GPU最值得关注的特性是多核架构。Kristof Beets在与雷锋网的深度沟通时表示,“从过去的经验看,当单核的高性能都发挥出来之后,就会走向多核的架构。这其中很重要的原因是多个单核很难提升架构性能,有很多控制逻辑需要管理。我们研发的多核架构整合了创新的分散管理方法,可提供高效的扩展特性,与小芯片(Chiplet)架构行业趋势相适。”

Imagination首席营销官David Harold补充道:“我们观察到了小芯片在GPU市场的趋势,这种去中心化的设计不仅可以降低开发成本,也能降低开发时间。但是小芯片的信号传输是一个问题。”

“过去GPU有很多次核,非常依赖主核的一些资源。我们的多核架构设计避免了中央的模块,小芯片有独立的资源,可以独立运行,同时也避免了一些复杂的逻辑,因此我们的设计非常符合小芯片的趋势。” Kristof Beets进一步表示。

基于这样的多核架构设计,Imagination针对BXT和BXM内核的每个产品系列进行了优化,利用多个主核的扩展特性实现GPU内核的多核扩展,每个核既可以独立运行,也可以组合成一个大GPU来协力执行任务,能为单个应用提供最大化的性能,或支持不同内核运行独立的应用。

一款多核架构GPU IP有多达33种配置!Imagination要守住移动市场攻向云端

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BXE系列提供了主核-次核的扩展模式,这是一种面积优化的解决方案,通过单个GPU内核提供了高性能,同时利用Imagination的HyperLane技术进行多任务处理。

BXS汽车GPU内核也利用了多主核可扩展的特性,支持性能扩展,以及跨多个内核进行安全检查,确保正确运行。

值得注意的是,此次发布的B系列都给出了4核架构设计。Kristof Beets解释,“四核架构是根据我们的经验用户的反馈确定,4核架构是最能满足市场需求的性能和能效的平衡架构,未来会持续提升单核性能和拓展多核架构。我们有过最多14核的架构经验,多核对我们不是挑战。

一款多核架构GPU IP有多达33种配置!Imagination要守住移动市场攻向云端

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一款多核架构GPU IP有多达33种配置!Imagination要守住移动市场攻向云端

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“需要看到,在服务器市场多核的拓展不是最重要的,而是机柜的拓展以及基于以太网的拓展。” Kristof Beets同时表示。

33种配置,提升移动市场份额同时攻向桌面和云端市场

Imagination显然希望通过4个系列,33种配置的GPU在保持移动市场竞争力的同时向更高性能的GPU市场拓展。

数据显示,在GPU IP市场,Imagination的市场占有率最高,为35.5%,Arm以34.5%位列第二,高通拿下其余30%的市场份额。另外,在汽车GPU IP市场,Imagination的市场占有率更是高达43%。

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移动GPU IP市场占有率

因此,面向移动设备,从入门级到高端B系列提供BXE、BXM和BXT三种选择。其中,BXE和BXM的性能和定位比较相似。Kristof Beets称:“这两个系列有非常紧密的联系,这两个系列的产品都对带宽和成本非常敏感,BXE更强调图形渲染能力,BXM兼具强图形渲染能力的同时又更大的浮点计算能力。”

BXT不仅能够满足旗舰手机的需求,还能借助多核可扩展性进入桌面和云端市场。据悉,芯动科技已经将B系列BTX集成到能支持桌面和数据中心应用的PCI-E规格的GPU独立显卡芯片之中。

芯动科技工程副总裁Roger Mao说:“我们即将推出一款高性能4K/8K图形 PCI-E Gen4 GPU独立显卡芯片;该独立显卡芯片将很快面市,将为未来5G云游戏和数据中心应用提供强大的支持。”

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为了更好地满足云端市场的需求,Imagination的GPU还能灵活的组合或拆分,在多实例环境也能提供硬件的虚拟功能,带来更好的灵活性和安全性。

至于为何要为汽车市场专门推出BXS系列,David Harold表示,“这既是基于我们对汽车行业的了解,也是为了更好地满足汽车市场独特的需求。许多市面上的GPU IP并没有针对汽车市场做单独优化,这不仅在技术上不能很好地满足这一市场的需求,也不能让客户更快的通过汽车行业的相关认证。”

“我们的BXS就是针对汽车市场需求的优化,不仅在性能特性上更符合汽车市场的需求,符合ISO 26262安全标准也能够帮助客户更快通过产品认证。” David Harold说:“BXS使用了RISC-V固件,这在业内还是首个,通过采用RISC-V我们也希望在汽车市场发现更多的机会。”

多核架构带来的高性能,以及全面的可扩展组合,让Imagination的B系列可以应用于移动设备、消费类设备、物联网、微控制器、数字电视(DTV)和汽车等多个市场。但还有一个关键问题,核数增加带来的更多数据以及图像分辨率的增加,让带宽问题无法忽视。

为此,B系列除了多核架构,还推出了一个重要的压缩技术IMGIC。IMGIC压缩技术可以提供四个等级,完全无所压缩以及压缩率分别为75%(质量接近完美)、50%(视觉无损)、25%(最节省带宽)的有损压缩。

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据悉,像采用4K显示屏、120Hz的刷新率的高端手机,读写速度接近8GB/s,使用IMGIC的无损模式,可在不影响质量的前提下降低到平均4GB/s;如果使用有损压缩,压缩率为75%、50%、25%时,带宽可分别降至6GB/s、4GB/s、2GB/s。

光线追踪GPU明年上半年推出

去年推出A系列GPU的时候,Imagination就透露其会在未来几年推支持光线追踪的产品。在B系列的发布会上,Kristof Beets进一步透露了Imagination的光线追踪进展。他说:“基于我们十年来对光线追踪的研究,我们认为光线追踪要到Level 4才能实现最好的用户体验、更高算力、更低带宽,可实现桌面级高效性能的提升。”

一款多核架构GPU IP有多达33种配置!Imagination要守住移动市场攻向云端

所谓的Level4是Imagination对光线追踪的等级划分,为的是帮助业界更清晰地了解和比较各种光线追踪的差异,总共包含6个级别,Level4是硬件中的BVH处理和一致性排序功能。

Kristof Beets透露,Imagination将在明年上半年正式推出Level 4光线追踪技术。

雷锋网(公众号:雷锋网)了解到,Imagination的光线追踪技术会面向移动和桌面市场。目前Nvidia已经推出了支持光线追踪的桌面GPU,因此Imagination推出的光线追踪GPU在桌面市场能引发多大变化值得期待。另外,手机端没有实现对光线最终的支持,Imagination能否很好地解决移动端光线追踪的性能和能耗问题引发变革同样非常值得关注。

雷锋网小结

对于Imagination而言,想要在IP市场的竞争中增强竞争力,自然需要保持并提升在移动市场和汽车GPU IP市场的市场占有率,同时向更多市场拓展。这也是为什么Imagination去年发布A系列GPU的时候表示接下来的B系列、C系列GPU会保持30%的性能提升。

一款多核架构GPU IP有多达33种配置!Imagination要守住移动市场攻向云端

当然,为了更好地满足市场需求,Imagination也需要AI SYNERGY这样的协同技术,让其GPU不仅能处理图像,可能处理可编程的AI,还需要与AI加速器配合实现更好地AI性能。据透露,Imagination将在下月发布第四代神经网络加速器(NNA)产品。

还有,在当下的国际局势下,中国市场也是Imagination很好的机会。David Harold表示Imagination没有在美国开发过任何一款IP,另外已经在上海和北京建立了研发机构。

GPU、AI、无线连接都在发力的Imagination,能否成功破圈?

注:文中配图均来自Imagination Technology

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